劉九員高層建筑結構設計試卷答案

1、高層建筑結構設計學校 班級 座號 姓名 得分 一、高層建筑結構有哪些特點（10分）？答、所謂的高層:層數大于一定的規(guī)定,高度大于一定的高度的建筑.其特點:（2分）1、水平荷載是設計的主要因素。     （2分）2、不僅要求結構具有足夠的承載力，而且必須使結構具有足夠的抵抗側向力和剛度，使結構在水平力作用下所產生的側向位移限制在規(guī)范規(guī)定的范圍內.因此,高層建筑結構所需的側向剛度由位移控制.結構因P-效應顯著。且軸向變形和剪切變形不可忽略。（2分）3、重心高地震作用傾覆力矩大,對豎向構件產生很大的附加軸力,P-效應造成附加彎矩更大. （2分）4、地

2、基基礎的承載力和剛度要與上部結構的承載力和剛度相適應。（2分）二、高層建筑結構體系有哪些？各有哪些受力特點（10分）？1、結構體系有：框架結構體系、剪力墻結構體系、框架-剪力墻結構體系、框架-支撐結構、筒體結構體系、框架核心筒 （3分）2、框架結構：由梁柱組成的單元，全部豎向荷載和側向荷載由框架承受。為平面受力體系。（1分）3、剪力墻結構：用鋼筋混凝土墻承受豎向荷載和抵抗側向力的結構。一般采用現澆鋼筋混凝土，整體性好，承載力及側向剛度大。單一的剪力墻是平面構件。故一般雙向布置。（1分）4、框架剪力墻結構：由框架和剪力墻共同承受豎向荷載和側向力。其是一種雙重抗側力結構。剪力墻剛度大，承擔大部分層

3、剪力，框架承擔的側向力相對較小。存在變形不協(xié)調。（1分）5、框架-支撐結構：在框架中設置支撐斜桿，即為支撐框架。一般用于鋼結構。由框架和支撐框架共同承擔豎向荷載和水平荷載。支撐框架形成豎向桁架，在水平力作用下所以桿件承受軸力。為雙重抗側力體系。（1分）6、筒體結構：有框筒結構、桁架筒、筒中筒；束筒；其受力為空間結構，也存在受力不協(xié)調，即或多或少的剪力滯后。（1分）7、框架核心筒：框架-核心筒的周邊框架為平面框架，沒有框筒的空間作用。核心筒成為抗側力主體。（1分）8、板柱剪力墻結構：由鋼筋混凝土無梁樓板和柱組成的結構。但節(jié)點抗震性能差。（1分）三、如何建立高層建筑的結構體系（5分）？1、結構體系

4、的確定：按：高度、風荷載、地震作用；功能、場地特征；經濟因素、體型等因素確定采用以下結構體系；(4分)2、常用的結構體系有： 框架結構體系、剪力墻結構體系、框架-剪力墻結構體系、框架-支撐結構、筒體結構體系、框架核心筒，巨型結構，板柱-剪力墻結構。(1分)四、陳述高層建筑結構的設計過程及相應內容（10分）1、結構方案的確定：包括（1）結構體系的確定；按：高度、風荷載、地震作用；功能、場地特征；經濟因素、體型等因素確定采用以下結構體系；(2)構件的布置；（3）構件尺寸初選； （4分）2、荷載計算：對風荷載、地震作用；恒荷載、活荷載等進行計算； （1分）3、內力分析：（1）確定計算模型；（2）選定

5、計算方法；（3）內力組合；（4）截面位置及其最不利位置驗算； （2分）4、性能指標校核：如位移比，剛重比，剪重比，周期等（1分）5、設計配筋：（1）校核結構要求；（2）配筋；（3）構造要求； （1分）6、生成計算書和施工圖；（1分）五、簡述鋼筋混凝土框架-剪力墻結構的設計要點（5分）.1、在豎向荷載作用下，按各自的承載面積計算出每榀框架和剪力墻的豎向荷載，分別計算內力。（1分）2、在水平何在作用下，采用協(xié)同工作的方法得到側移和各自的水平層剪力及內力。（2分）3、對聯(lián)系梁的彎矩進行調幅，保證梁鉸機制（1分）4、增大框架的總剪力（1分）六、陳述一個你所了解的高層建筑結構方案，內容包括工程名稱、工程

6、簡介、結構種類、層數、總高度、結構方案等（5分）1、工程介紹（1分）2、結構體系等介紹（3分）3、簡要分析（1分）七、以自己確定的設計理念，構想一個100米以上的高層建筑，指出采用的結構體系，畫出平面、立面或剖面草圖（10分）。要點：結構合理，有創(chuàng)意，繪圖清晰（(4分)） 結構體系說明（說明結構體系，高度等，以及簡要評價）(2分) 平面圖(2分) 立面或剖面圖(2分)八、高層建筑結構可采用哪些計算模型。試分析這些計算模型的差異及各自的適用情況（10分）。1、平面協(xié)同計算模型；空間協(xié)同計算模型 ；空間結構計算模型；空間完全結構計算模型（2分）2、平面協(xié)同計算模型：采用平面結構假定、樓板平面內無限

7、剛性假定，且樓板只能平移。構件為平面桿件，每個結點有3個自由度。與近似的手算方法類似，不考慮扭轉，不能計算平面復雜的結構，已基本不用。（2分）3、空間協(xié)同計算模型：采用平面結構假定和樓板平面內無限剛性假定，樓板有扭轉角，每個樓層有3個自由度。可以計算不對稱結構，可以計算結構扭轉，比平面協(xié)調計算方法適用面廣。只在結構允許劃分為平面結構時可以應用。（2分）4、空間結構計算模型：樓板平面內無限剛性，桿件為空間桿件。空間結構是整體計算。應用十分廣泛，基本符合實際，可以滿足需要。（2分）5、完全空間結構計算模型：彈性樓板假定，空間桿件，既可得到梁、柱構件的所有變形和內力，又可以計算結構扭轉和樓板變形，是

8、一種更為精確的計算方法，但是計算自由度及未知量大大增加，這種計算方法并不是在所有商業(yè)程序中都有。（2分）九、如何分析和驗證框架結構、剪力墻結構程序計算結果的正確性（10分）。1、框架：（1）電算校核：采用兩種以上不同的計算模型軟件進行演算，或者采用有限元；（2分）（2）手算驗算：豎向荷載采用分層法；水平荷載采用反彎點法或者D值法； （3分）2、剪力墻：（1）電算校核：采用兩種以上不同的計算模型軟件進行演算，或者采用有限元；（2分）（2）手算驗算：可根據剪力墻的簡化類型：整體墻、聯(lián)肢墻、不規(guī)則開洞剪力墻、壁式框架等進行驗算；（3分）十、分析剪力墻面內剛度和面外剛度（5分）9m0.3m1、面內剛度

9、大，面外剛度小；忽略平面外剛度；正交布置剪力墻 （2分）2、 （1分） （1分） （1分）十、粗略分析如圖一個30層高剪力墻中連梁的內力，連梁截面為750mm×200mm（10分）。1、連梁截面為750mm×200mm （1分） （1分）2、連梁計算設計 （1分），（1分）（1分）（2分）（1分）（2分）十一、建筑結構的側向位移來自于：傾覆力矩形成的軸力、水平和垂直的剪力，分析不同結構體系的變形特點（10分）1、框架結構的變形：（1）梁和柱的彎曲變形產生的側移，側移曲線呈剪切型；（主要的）（2）柱的軸向變形產生的側移，側移曲線彎曲型（2分）2、剪力墻結構：側向位移曲線呈彎曲型，即層間位移由下至上逐漸增大。（2分）3、框架-剪力墻結構：在水平力作用下，框架和剪力墻的變形曲線分別為剪切型和彎曲型，由于樓板的作用，框架和墻的側向位移必須協(xié)調。在